如果想要制得超高純水,必須要使用離子交換樹脂來制得,通過正離子換置的形式來提升水體純凈度。但是很多人對于其中的互換原理不是很了解,今天就帶大家一起考慮一下離子交換樹脂的互換原理。
離子交換樹脂制備純水的基本原理
陽、陰樹脂在水中是解離的,當原水通過陽樹脂時,水中陽離子被樹脂所吸附,樹脂上的陽離子H+被置換到水中,并和水中的陰離子組成相應(yīng)的無機酸;含無機酸的水再通過陰樹脂時,水中陰離子被樹脂所吸附,樹脂上的陰離子OH-被置換到水中,并和水中的H+結(jié)合成水。如此原水不斷地通過陽、陰樹脂進行交換,得到去離子水。
新的超純水樹脂的處理和轉(zhuǎn)型
新樹脂往往混有可溶的低聚物及其它雜質(zhì),影響樹脂的交換反應(yīng)及出水質(zhì)量,為此,新樹脂在使用前必須進行處理和轉(zhuǎn)型。市售的陽樹脂多為鈉型,陰樹脂多為氯型,故須轉(zhuǎn)換成有活性的氫型和氫氧型。
新的陽樹脂用常水浸泡1-2天使其充分吸水膨脹,反復(fù)用常水沖洗,去除水中可溶物至洗出水澄明為止,并將余水盡量除去。加入等量7%鹽酸溶液浸泡約1小時并隨時攪拌,去除酸液,再用常水洗至洗出水pH3.0-4.0為止,傾除余水。接著加入等量8%氫氧化鈉溶液浸泡1小時,并隨時攪拌,去除堿液,用通過陽樹脂交換的水或去離子水洗至洗出液pH9.0,傾去余水。最后加入3倍體積的7%鹽酸溶液浸泡2小時并攪拌,使陽樹脂轉(zhuǎn)為氫型,傾去酸液,用去離子水洗至pH3.0-4.0即可裝柱。
新的陰樹脂用常水浸泡,再用水反復(fù)洗滌以除去濃厚的氣味,如氣味洗除不盡,可用95%乙醇浸泡除去氣味,倒去乙醇,再用常水洗至澄明無臭。加入等量8%氫氧化鈉溶液浸泡1小時并攪拌,去除堿液,再用通過陽樹脂的水或去離子水洗至洗出液pH9.0(不宜用常水洗,因常水中的Ca2+、Mg2+遇堿液生成不溶性的氫氧化物沉淀),傾去余水。加入等量7%鹽酸溶液浸泡1小時,去除酸液,再用常水洗至洗出液pH3.0,傾去余水。最后加入3倍量的8%氫氧化鈉溶液浸泡2小時并攪拌,使陰樹脂轉(zhuǎn)為氫氧型,傾去堿液,用去離子水洗至pH8.0-9.0即可應(yīng)用。
超純水樹脂柱的組合
一般有四種形式:(1)單床;(2)復(fù)合床;(3)聯(lián)合床;(4)混合床。在各種組合中(除混合床外)陽樹脂床需排在首位,不可顛倒。因為水中含有堿土金屬離子(Ca2+、Mg2+)如不首先經(jīng)過陽樹脂床而進入陰樹脂后,陰樹脂與水中陰離子進行交換,交換下來的OH就與堿土金屬離子生成沉淀包在陰樹脂外面,而影響交換能力。
離子交換樹脂制備純水其實主要還是通過樹脂粒中的離子與水中的離子進行交換,去除水中除氫氧離子之外的其他離子。而且在樹脂替換過程中會飽和,這個時候就需要對超純水離子交換樹脂進行再生。